现代船舶由大型钢板焊接而成。在钢板进入造船基地成型前，需要对其进行预处理———抛丸或喷砂、预涂底漆。造船工序分为钢板切割、焊接、分段、组装等过程。其周期短为3 个月，长可达半年。车间预涂底漆就好像给钢板穿上一件“防护服”，能保护钢板在长达数月的造船周期内不生锈。制造工程中，这层“防护服”首先要经历切割、焊接等步骤的高温考验。传统的预涂车间底漆的缺点是不耐高温，焊切烧延深，重涂面积大，材料耗损多，制造成本增加; 另外，涂层材料不环保、危害工作人员身体健康。以往的车间底漆为富锌底漆，锌粉含量较多，在进行电焊、切割等热加工时，在40 ℃左右时就会汽化，释放较多的氧化锌烟尘，给人体健康带来影响，易导致“锌热病”。由于涂层无法忍耐氧焰切割和焊接产生的高温，很快就变得千疮百孔。为此本公司研发了“新一代耐高温可焊性车间底漆( W8706) ”，使涂层的耐热性能达到800 ℃以上，烧损面积比传统涂层缩少了3 /4，重涂面积减少了75%，大大节省了材料消耗的制造成本。W8706 极大地提高了钢材的切割和焊接性能，并能在保持优异耐腐蚀性的条件下降低涂膜厚度。而较低的涂膜厚度又可以进一步改善切割和焊接性能。耐腐蚀性和耐热性减少了二次表面处理工作。因此，W8706 能提高造船工业的产能。
1 实验部分
1. 1 主要原料及仪器
主剂原料: 有机膨润土: 浙江丰虹粘土化工有限公司; 石英粉( 800 目) : 江西地矿非金属公司粉体材料厂; 优级氧化锌: 泰州恒鑫锌业有限公司; 锌粉( 600 目) : 长沙新威凌锌业发展有限公司; 有机硅树脂: Dow Corning Corporation; 耐温助剂: 锌粉保护剂，Kylin Hue Co． ，Ltd; 异丙醇: 工业级，锦州炼油厂石化六厂; 甲苯: 工业级，国药集团化学试剂上海有限公司; 异丁醇: 工业级，大庆石化炼油厂; 甲基异丁酮( MIBK) : 工业级，金陵石化化肥厂。
固化剂原料: 蒸馏水: 上海胜星树脂涂料有限公司; 乙醇: 分析纯，国药集团化学试剂上海有限公司;异丙醇: 工业级，锦州炼油厂石化六厂; 异丁醇: 工业级，大庆石化炼油厂; 丁酮: 分析纯，国药集团化学试剂上海有限公司; 正硅酸乙酯: Wacker Chemical GmbH;氯化锌: 工业级，上海化轻公司; 盐酸: 分析纯，国药集团化学试剂上海有限公司。
固化剂原料: 蒸馏水: 上海胜星树脂涂料有限公司; 乙醇: 分析纯，国药集团化学试剂上海有限公司;异丙醇: 工业级，锦州炼油厂石化六厂; 异丁醇: 工业级，大庆石化炼油厂; 丁酮: 分析纯，国药集团化学试剂上海有限公司; 正硅酸乙酯: Wacker Chemical GmbH;氯化锌: 工业级，上海化轻公司; 盐酸: 分析纯，国药集团化学试剂上海有限公司。
主要仪器: 电子称( 精度: 0. 01 g) : 梅特勒－ 托利多仪器( 上海) 有限公司; 高速搅拌器: 上海现代环境工程技术有限公司; 水浴锅: 上海玛尼仪器设备有限公司; 玻璃烧瓶( 1 000 mL) : 上海卫程科学仪器有限公司; 温度计: 江苏常州常新仪表厂; 胶头滴管: 上海卫程科学仪器有限公司; 烧杯( 500 mL) : 上海卫程科学仪器有限公司。
1. 2 涂料制备
主剂: 将有机膨润土加入到适量的甲苯、异丁醇、异丙醇的混合溶液中，混和均匀; 再将石英粉、优级氧化锌缓慢加入上述混合物中，高速搅拌30 min 左右，然后在低速状态下依次加入有机硅树脂、锌粉、耐温助剂( 锌粉保护剂) 和甲基异丁基甲酮，静置15 min。
固化剂: 将氯化锌与适量蒸馏水在烧杯中预混;将盐酸用剩余蒸馏水稀释后缓慢加入预混物中，待用。将硅酸乙酯和乙醇加入玻璃烧瓶内并置于水浴锅中，缓慢搅拌均匀; 将上述预混物缓慢滴加至烧瓶内，熟化4 h 后加入异丙醇、异丁醇和丁酮( 全程温度控制在40 ～ 55 ℃) 。
固化剂: 将氯化锌与适量蒸馏水在烧杯中预混;将盐酸用剩余蒸馏水稀释后缓慢加入预混物中，待用。将硅酸乙酯和乙醇加入玻璃烧瓶内并置于水浴锅中，缓慢搅拌均匀; 将上述预混物缓慢滴加至烧瓶内，熟化4 h 后加入异丙醇、异丁醇和丁酮( 全程温度控制在40 ～ 55 ℃) 。
2 结果与讨论
2. 1 样品准备
传统型车间底漆、代车间底漆: 上海胜星树脂涂料有限公司; W8706 耐高温可焊性车间底漆。
2. 2 涂层性能检测
2. 2. 1 焊接性
( 1) 试板的制备
上板: 50 mm × 500 mm × 12 mm，下板: 100 mm× 500 mm × 12 mm，表面经砂磨处理。见图1。
( 2) 漆膜制备
上板两侧都喷涂料，下板在焊接面喷涂料。喷涂在自动传输线上进行，并精确控制漆膜干膜厚度。干膜厚度为传统型: 15 μm; 代: 15 μm; W8706:15 μm。测试前试板放置3 d。
( 3) 测试方法
焊接类型: 水平角焊接; 焊接方法: CO2电弧焊，双面焊接; 方向: 前移焊接; 焊条: MX Z － 200，1. 2 mm; 电流和电压: 320 A，32 V; 焊接速度:800 mm/min; 焊条角度: 45° ( 垂直) ，5° ( 水平) ; 2 根焊条间距: 100 mm; 焊条露出长度: 25 mm; 试板由点焊连接并竖直，点焊位置及焊条位置见图2 和图3。
( 4) 测试结果
测试结果如表1 所示。
从表1 可知，W8706 焊接气孔少，在薄膜的情况下，可以达到很低的气孔率。
2. 2. 2 切割性
( 1) 材料和尺寸
材料: 打砂钢板，尺寸: 300 mm × 600 mm ×12 mm。
( 2) 平均干膜厚度
传统型: 15 μm; 代: 15 μm; W8706: 15 μm。
( 3) 测试方法
切割种类: 气割; 气体: LPG; 凹槽: I 型; 氧气压力:0. 686 MPa; 火焰喷嘴到钢板距离: 12 mm; 切割速度:450 mm/min、500 mm/min、550 mm/min、600 mm/min、650 mm/min、700 mm/min。
( 4) 测试结果
测试结果如表2 所示。
从表2 可知，W8706 有优异的气割性能，在不熄火情况下提高焊接速度至700 mm/min。
2. 2. 3 耐腐蚀性
( 1) 钢材种类和尺寸
钢材种类: SS 400 打砂钢板; 尺寸: 70 mm ×150 mm × 2. 3 mm。
( 2) 涂层制备
有气喷涂至漆膜厚度10 μm、12 μm 和15 μm，室温下放置7 d 固化。
( 3) 评价
分别于户外曝晒4 个月和洒水曝晒1. 5 月进行评价。
( 4) 测试结果
测试结果见表3。
表3 显示，W8706 即使在漆膜很薄的情况下( 12 μm) 可以防止生锈达将近4 个月。另外，薄的漆膜有助改善焊接和切割性能。
2. 2. 4 耐热性
锌粉被加热到其熔点420 ℃以上，就会被快速氧化进而形成氧化锌。锌粉的量减少使得防腐蚀期缩短。为了防止以上反应，本实验在无机漆膜中添加锌粉保护剂，使得金属锌钝化。800 ℃加热后锌氧化扫描电镜照片见图4，从图4( a) 可看出，球状锌粉表面可观察到氧化锌的针状晶体。
2. 2. 5 再涂性
W8706 的再涂性列于表4。
由表4 可以看出，W8706 具有良好的再涂性。
3 结语
( 1) 改进的车间底漆达到优异的焊接性能，并减少焊接缺陷如凹坑和气孔。
( 2) 在不熄火情况下提高切割速度至700 mm/min，W8706 在切割测试中表现优异。
( 3) W8706 的耐腐蚀性比传统型和代的车间底漆更优异。
( 3) W8706 的耐腐蚀性比传统型和代的车间底漆更优异。
( 4) 在温度达到800 ℃的情况下，W8706 通过防止锌的氧化以提供良好的耐热性。
( 5) W8706 具有良好的再涂性。
